A Análise de Características de Microperfis de Superfície de Usinagem

Com o rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia, os requisitos de qualidade para vários produtos mecânicos estão cada vez mais altos. A morfologia da superfície e a estrutura não afetam apenas as propriedades mecânicas do sistema mecânico, como atrito e desgaste, rigidez de contato, resistência à fadiga, propriedades de acoplamento, precisão de transmissão, desempenho de vedação e precisão de detecção, mas também afetam diretamente o desempenho, a vida e a aparência da máquina.

Em micromáquinas, a micromorfologia da superfície também está intimamente relacionada com seu atrito, desgaste, lubrificação e outras propriedades de atrito.

A morfologia da superfície (geometria e textura, etc.) da superfície usinada depende da relação posicional mútua entre a ferramenta e a peça de trabalho durante o movimento de corte. Não está relacionado apenas ao método de corte específico e às condições de corte, mas também à dinâmica da estrutura da máquina-ferramenta. As características, as ferramentas de corte e o material e as características mecânicas da peça estão relacionadas [4]. O estudo das características e leis internas da micromorfologia de diferentes superfícies de usinagem é um importante valor de referência para uma compreensão aprofundada dos mecanismos de usinagem de diferentes métodos de usinagem e suas diferenças, e também fornece uma base técnica para a usinagem.

O autor deste artigo considera blocos de amostra padrão de usinagem (torneamento, aplainamento, fresamento de topo, fresamento plano, mandrilamento, retificação plana) como o objeto, estuda a diferença na rugosidade superficial obtida por diferentes métodos de usinagem e analisa diferentes métodos de usinagem. foram obtidas a morfologia e estrutura da superfície, e foi observada a lei da morfologia da superfície com diferentes rugosidades obtidas pelo mesmo método de usinagem. Assim, compreenda as características dos diferentes métodos de usinagem e suas diferenças.

1 Diferenças na rugosidade da superfície de diferentes superfícies usinadas

O instrumento de topografia de superfície pode medir 28 tipos de parâmetros de topografia de superfície. Selecione o comprimento de amostragem como 5 mm e o intervalo de amostragem como 1.25 μm para medir os parâmetros de topografia da superfície do bloco de amostra padrão usinado. O valor médio da altura do perfil de superfície comumente usado, Ra, é selecionado como o parâmetro de avaliação da rugosidade para analisar a diferença na rugosidade da superfície de diferentes superfícies usinadas. Diferentes métodos de usinagem obtêm o valor Ra de diferentes amostras padrão de rugosidade (faça a média de 3 medições) e a diferença entre o valor de rugosidade medido e a rugosidade do bloco de amostra.

• (1) Existem diferentes erros nos valores de rugosidade medidos da topografia da superfície da mesma amostra padrão de rugosidade obtida por diferentes métodos de usinagem. Por exemplo, para diferentes métodos de processamento, os valores de rugosidade medidos e as diferenças da superfície do bloco de amostra padrão com uma rugosidade de Ra 0.8 μm são diferentes. Pequeno a grande), o valor de rugosidade medido é menor do que o valor de rugosidade do bloco de amostra na ordem de mandrilamento, fresamento de topo e fresamento plano (de pequeno a grande).
• (2) O erro entre o valor de rugosidade medido da superfície com rugosidade diferente obtida pelo mesmo método de usinagem e o valor de rugosidade da amostra padrão também é diferente. Por exemplo, para o processamento de torneamento, a rugosidade da superfície das amostras padrão obtidas é Ra 0.8 μm, 1.6 μm, 3.2 μm, 6.3 μm, e a tendência de mudança do erro entre sua rugosidade medida é diferente, e o valor da rugosidade é Ra0. Os valores de rugosidade medidos de 8 μm, 1.6 μm e 6.3 μm são maiores do que a rugosidade do bloco de amostra padrão; quando o valor de rugosidade é Ra3.2 μm, o valor de rugosidade medido é menor que o valor de rugosidade do bloco de amostra padrão. No entanto, os erros medidos das quatro amostras padrão de rugosidade processadas por fresamento de topo são todos negativos, ou seja, os valores de rugosidade medidos são todos menores do que os valores de rugosidade das amostras padrão.

As características micro-morfológicas de diferentes superfícies usinadas são obtidas usando diferentes métodos de usinagem (torneamento, mandrilamento, fresamento de topo, aplainamento, fresamento plano, retificação plana) para amostras padrão com a mesma rugosidade (Ra0.8 μm). Há uma grande diferença na morfologia da superfície

• (1) A densidade da microestrutura de diferentes morfologias de superfície usinada é diferente, de baixa a alta, elas são fresamento plano, aplainamento, fresamento final, retificação plana, mandrilamento e torneamento.
  
• (2) A morfologia da superfície e a estrutura de diferentes superfícies usinadas têm certas semelhanças. Por exemplo, torneamento e mandrilamento são estruturas semelhantes a molas; aplainamento e fresamento plano são estruturas semelhantes a ondas; fresagem de topo e retificação plana são estruturas serrilhadas.
  
• (3) A amplitude de mudança de pico do perfil de superfície é retificação plana, torneamento, aplainamento, fresamento final, mandrilamento e fresamento plano em ordem decrescente, que está relacionada ao mecanismo de processamento de vários métodos de usinagem.

O valor da rugosidade da superfície do processo de retificação é relativamente alto, e os principais fatores de influência são:

• ① A aresta de corte (grão abrasivo) do rebolo não é uma linha reta contínua, o que deixará uma certa área residual na peça após a retificação
  
• ②No processo de retificação, a deformação plástica do metal na superfície da peça faz com que a temperatura de corte aumente continuamente, o que acelera o desgaste do rebolo e causa extrusão séria;
  
• ③A seleção de parâmetros como quantidade de moagem, fluido de moagem e tolerância de moagem têm uma certa influência na rugosidade da superfície da peça de trabalho.

3 Características de topografia de superfície do mesmo método de processamento com rugosidade diferente

A curva do perfil da superfície do bloco de amostra padrão com diferentes rugosidades (Ra0.8μm, 1.6μm, 3.2μm) é obtida pela fresadora plana. O comprimento de amostragem é 3.75 mm, o intervalo de amostragem é 1.25μm e o número de pontos de amostragem é 3,000 pontos. .

• (1) O perfil de superfície com rugosidade de Ra 0.8 μm, 1.6 μm, 3.2 μm obtido pela fresadora plana tem uma estrutura ondulada semelhante, o que mostra que a estrutura da topografia de superfície com rugosidade diferente obtida pelo mesmo método de usinagem tem Similaridade, e possui características morfológicas e estruturais típicas, que também podem ser utilizadas para distinguir diferentes métodos de usinagem.
  
• (2) O valor de pico do perfil da superfície plana de fresagem aumenta com o aumento do valor da rugosidade, o que é consistente com o parâmetro do valor Ra da altura média do perfil da superfície.
  
• (3) A densidade da estrutura da microtopografia da superfície diminui com o aumento da rugosidade, e a distância entre os picos aumenta.

Conclusão 4

• (1) Existem erros de vários graus nos valores de rugosidade da topografia da superfície das mesmas amostras padrão de rugosidade obtidas por usinagem diferente.
  
• (2) Ao usar o mesmo método de usinagem para obter superfícies com diferentes rugosidades, o erro entre o valor de rugosidade medido e o valor de rugosidade da amostra padrão também é diferente.
  
• (3) Diferentes morfologia de superfície usinada, densidade de estrutura fina e altura de perfil de pico são todos diferentes, o que está relacionado ao mecanismo de processamento.
  
• (4) A morfologia e a estrutura da superfície obtidas por diferentes métodos de usinagem têm um certo grau de similaridade. Por exemplo, torneamento e mandrilamento são estruturas semelhantes a molas; aplainamento e fresamento plano são estruturas semelhantes a ondas; fresagem de topo e retificação plana são estruturas serrilhadas.
  
• (5) A morfologia da superfície e a estrutura de diferentes rugosidades obtidas pelo mesmo método de usinagem são semelhantes e têm morfologia e características estruturais típicas, que podem ser usadas para distinguir diferentes métodos de usinagem

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